分支结构
Python 语言中的分支结构：原理精讲 + 应用场景 + 实战技巧
一、为什么需要分支结构？
到目前为止，我们写的代码都是从上往下一行一行顺序执行，这被称为“顺序结构”。但真实世界充满了**“如果……就……”**的条件判断：
- 如果玩家得分 ≥ 1000，就进入第二关，否则 Game Over；
- 如果体温高于 37.3°C，就提示发烧；
- 如果用户是 VIP，就显示“尊贵会员专享”；
- 如果输入密码正确，就登录系统，否则提示错误。
✅ 这些“要么做 A，要么做 B”的逻辑就必须使用**分支结构（也称选择结构）**来实现。
二、Python 中的分支结构关键词
| 关键词 | 含义 | 用法示例 |
|---|---|---|
if |
条件为真时执行 | if score >= 90: |
elif |
多条件选择中的“否则如果” | elif score >= 80: |
else |
所有条件都不满足时执行 | else: |
match |
模式匹配结构（3.10+） | match value: + case ... |
三、使用 if 构造基础分支结构
✅ 结构格式：
if 条件表达式:
# 代码块（缩进执行）
✅ 实战示例：BMI 判断器（基础版）
height = float(input("身高（cm）："))
weight = float(input("体重（kg）："))
bmi = weight / (height / 100) ** 2
if 18.5 <= bmi < 24:
print("你的身材很棒！")
✅ 使用场景：
- 判断一个输入是否合法
- 决定是否继续执行某段代码
四、使用 if + else 构造双分支结构
✅ 结构格式：
if 条件:
# 条件成立执行
else:
# 条件不成立执行
✅ 实战示例：BMI 判断器（进阶版）
if 18.5 <= bmi < 24:
print("你的身材很棒！")
else:
print("你的身材不够标准哟！")
提示：
if和else是互斥关系，永远只有一个会被执行。
五、使用 if + elif + else 构造多分支结构
✅ 结构格式：
if 条件1:
# 满足条件1
elif 条件2:
# 满足条件2
elif 条件3:
# 满足条件3
...
else:
# 所有条件都不满足
✅ 实战示例：BMI 判断器（完整分级）
if bmi < 18.5:
print("体重过轻")
elif bmi < 24:
print("身材正常")
elif bmi < 27:
print("体重过重")
elif bmi < 30:
print("轻度肥胖")
elif bmi < 35:
print("中度肥胖")
else:
print("重度肥胖")
六、缩进与代码块：Python 的独特语法
✅ 注意事项：
- Python 使用缩进表示代码层级（通常 4 个空格）
- 不使用
{}包裹代码块！ - 相同缩进的语句属于同一个代码块
最佳实践： 使用 空格缩进，避免使用
Tab，并设置编辑器将 Tab 自动转换为 4 个空格（PyCharm 默认支持）
七、Python 3.10+ 新特性：match-case 模式匹配分支结构
✅ 替代多重 if-elif 的简洁方案（类似 switch-case）
match status_code:
case 200: print("成功")
case 404: print("未找到资源")
case 500: print("服务器错误")
case _: print("未知状态码")
✅ 使用场景：
- 判断固定数值状态码、指令、选项编号等
- 可合并多个匹配项（如：
case 400 | 405:）
八、嵌套分支结构：在分支内嵌套新分支
✅ 示例：
if player_passed:
if star_count == 3:
print("满分通关！")
elif star_count == 2:
print("优秀通关！")
else:
print("普通通关")
else:
print("Game Over")
✅ 最佳实践：
避免过多嵌套 → 推荐使用多层级扁平结构
九、典型分支结构应用案例
例子1：分段函数求值
x = float(input("x = "))
if x > 1:
y = 3 * x - 5
elif x >= -1:
y = x + 2
else:
y = 5 * x + 3
print(f"{y = }")
例子2：成绩转等级
score = float(input("请输入成绩："))
if score >= 90:
grade = 'A'
elif score >= 80:
grade = 'B'
elif score >= 70:
grade = 'C'
elif score >= 60:
grade = 'D'
else:
grade = 'E'
print(f"{grade = }")
例子3：判断能否构成三角形并计算周长面积
a = float(input("a = "))
b = float(input("b = "))
c = float(input("c = "))
if a + b > c and a + c > b and b + c > a:
s = (a + b + c) / 2
area = (s * (s - a) * (s - b) * (s - c)) ** 0.5
print(f"周长: {a + b + c:.2f}, 面积: {area:.2f}")
else:
print("不能构成三角形")
十、总结 + 最佳实践建议
✅ 本课掌握核心：
- 理解 Python 的
if-elif-else结构 - 掌握多条件、多分支判断方法
- 掌握
match-case新语法的使用技巧（Python 3.10+） - 学会控制代码缩进表示结构层级
✅ 最佳实践清单：
| 需求场景 | 推荐结构 |
|---|---|
| 单条件判断 | if |
| 是/否选择 | if...else |
| 多种可能性分类 | if...elif...else |
| 值匹配 + 分类响应 | match-case |
| 多条件同时满足 | 使用 and |
| 条件不满足执行 | 使用 not |
| 结构清晰可读 | 使用扁平式分支结构 |
| 代码风格统一 | 缩进统一，注释合理 |
📌 下节预告：Python 的循环结构
分支结构让程序能“做选择”，下一课我们将学习循环结构，让程序能“重复做事”：
- 怎样写一个执行 10 次的循环？
- 怎样在满足条件时一直执行某个任务？
- 怎样跳出或跳过某次循环？
敬请期待《Python 的循环结构》！
如需配套练习题、逻辑结构图、代码书写模板，欢迎随时告诉我。